Chương 4 các phương pháp số hóa bản đồ

Please purchase a personal
license.


CHƯƠNG 4: CÁC PHƯƠNG PHÁP SỐ HÓA
BẢN ĐỒ
4.1

Khái niệm

4.2

Số hóa bằng bàn số

4.3

Số hóa trên màn hình thông qua máy quét ảnh

4.4

PT ƯNĐ và TH sử dụng 2 PP số hóa trên

4.5

Một số yêu cầu về kỹ thuật số hóa bản đồ


4.1. KHÁI NIỆM
Số hoá là quá trình chuyển các thông tin từ
bản đồ, bản vẽ hoặc văn bản (số liệu ghi các toạ
độ) về dạng số để có thể lưu trữ, quản lý trên

một tệp trong máy tính.
Cách thực hiện số hóa bản đồ:
- Cách 1: Số hoá bằng bàn số (Digitizer)
- Cách 2: Số hoá trên màn hình thông qua
máy quét ảnh (Scaner)


4.1 - KHÁI NIỆM
Cách 1: Số hoá bằng bàn số (Digitizer): là
sử dụng bàn số hoá để chuyển vẽ các đối tượng
trên BĐ giấy ở hệ toạ độ BĐ và lưu trong máy
tính ở dạng số.
Cách 2: Số hoá trên màn hình thông qua
máy quét ảnh Scaner: là từ bản đồ giấy thông
qua máy quét ảnh tạo ra ảnh BĐ, sau đó sử dụng
GIS định vị về hệ toạ độ BĐ và sử dụng các
chức năng đồ hoạ của GIS để số hoá.


4.2. SỐ HÓA BẰNG BÀN SỐ
Đặc điểm:
+ Phương pháp này sử dụng bàn số hoá (Digitizer)
để chuyển bản đồ hoặc bản vẽ sang dạng số.
+ Phương pháp này dễ thao tác nhưng độ chính
xác thấp (do phụ thuộc vào thao tác viên, tỷ lệ bản đồ
gốc và độ phân giải của thiết bị số hoá).
+ Số hoá bằng bàn số đòi hỏi thao tác viên phải
đưa con trỏ của bàn số can lại các đối tượng trên bđ.

4.2. SỐ HÓA BẰNG BÀN SỐ
Các thao tác thực hiện số hóa sau:
Xác định thủ tục nhận thông tin
Công tác chuẩn bị bản đồ và bàn số hoá
Kết nối bàn số hoá với máy tính
Tách lớp thông tin và thực hiện công
việc số hoá


Ngày nay KHKT phát triển, công nghệ phần
mềm, phần cứng máy tính phục vụ cho GIS phát
triển rất mạnh mẽ và đã cho ra đời nhiều công
cụ cho phép số hoá với tốc độ rất nhanh, độ
chính xác đạt rất cao.
Một trong những phương pháp ứng dụng
công nghệ mới này là nhập thông tin thông
qua máy quét Scanner và số hoá trực tiếp
trên màn hình máy tính thông qua phần
mềm thích hợp.


4.3. SỐ HÓA TRÊN MÀN HÌNH
THÔNG QUA MÁY QUÉT ẢNH
Các bản ghi của Scanner chứa toàn bộ các hình
ảnh trên tờ bản đồ bao gồm các đường nét, ký hiệu
và văn bản chữ trong quá trình chuyển đổi, các dữ
liệu này sau khi được quét vào máy tính sẽ được lưu
ở dạng raster tức là các điểm ảnh.
Tuy nhiên, số liệu thông qua Scanner không
thể dùng ngay được cho các hệ thông tin địa lý. Một

công tác biên tập thêm phải làm để xây dựng các dữ
liệu đòi hỏi cho các hệ thông tin địa lý là chuyển
đổi từ dữ liệu raster sang dữ liệu vector.


4.3. SỐ HÓA TRÊN MÀN HÌNH
THÔNG QUA MÁY QUÉT ẢNH
Thuật toán chuyển đổi raster sang vector cần
phải chuyển ma trận điểm ảnh tới dữ liệu đường.
Hiện nay có rất nhiều phần mềm trợ giúp cho
quá trình chuyển đổi dữ liệu từ dạng raster sang
dạng vector như phần mềm Mapinfo, Arc/Info,
AutoCAD, Microstation…
Đây là một công nghệ mới cần được áp dụng
rộng rãi vào thực tiễn.


4.3. SỐ HÓA TRÊN MÀN HÌNH
THÔNG QUA MÁY QUÉT ẢNH
Khi ứng dụng pp này cần lưu ý các công đoạn sau:
+ Quá trình quét ảnh, độ phân giải phải đảm bảo để có
thế lấy hết những thông tin trên tờ bản đồ.
+ Quá trình xử lý ảnh sơ bộ, lấy đường biên.
+ Vector hoá các đối tượng (số hoá tự động hoặc bán tự
động).
+ Nắn chuyển về hệ toạ độ bản đồ
+ Ghép nối các mảnh bản đồ


4.4. PHÂN TÍCH ƯU NHƯỢC ĐIỂM VÀ TRƯỜNG

HỢP SỬ DỤNG 2 PHƯƠNG PHÁP SỐ HOÁ TRÊN
Phương pháp số hóa bằng bàn số
+ Ưu điểm:
- Dễ sử dụng, thao tác
- Số liệu được đưa vào máy tính được lưu ngay ở
dạng vector sẽ làm giảm dung lượng bộ nhớ máy tính.
+ Nhược điểm:
- Tốn thời gian (thời gian số hoá bản đồ cũng dài
gần bằng thời gian vẽ bản đồ bằng tay, tốc độ số hoá
trung bình xấp xỉ 10cm/phút)
- Hiệu quả công việc thấp và nặng nhọc.


4.4. PHÂN TÍCH ƯU NHƯỢC ĐIỂM VÀ TRƯỜNG
HỢP SỬ DỤNG 2 PHƯƠNG PHÁP SỐ HOÁ TRÊN
Phương pháp số hóa thông qua máy quét ảnh Scanner
+ Ưu điểm:
- Số hóa với tốc độ rất nhanh (Ví dụ các đường đồng mức
trên bản đồ 1/50000 cũng có thể được quét và vector hoá chỉ
trong vòng 1giờ. Tuỳ thuộc vào độ phức tạp công việc này có
thể mất 0.2-8 giờ trên máy vi tính).
- Độ chính xác cao.
- Hiệu quả kinh tế cao.
+ Nhược điểm:
- Dữ liệu lưu ở dạng raster tốn nhiều dung lượng bố nhớ.
- Giá thành xây dựng cơ sở dữ liệu từ Scanner cao hơn so
với từ bàn số hoá.


KẾT LUẬN

Ngày nay KHKT phát triển mạnh, phần cứng và phần mềm
máy tính đủ mạnh để đáp ứng yêu cầu lưu trữ và xử lý thông tin
trong GIS. Vì vậy việc cần thiết chuyển dần sang số hoá bản đồ
thông qua máy quét ảnh Scanner để đảm bảo yêu cầu về thông
tin bản đồ nhanh, chính xác, tiêu tốn ít nhân lực.
Ở nước ta trước đây việc số hoá bản đồ ở các cơ quan,
trung tâm nghiên cứu lớn chủ yếu thông qua bàn số hoá. Hiện
nay phương pháp này được chuyển dần sang phương pháp số
hoá trực tiếp trên màn hình thông qua máy quét ảnh.
Hiện nay ngành QLĐĐ đã coi phần mềm Microstation là
phần chính thống của ngành cho việc xây lập BĐĐC và xây dựng
CSDL địa chính phục vụ công tác quản lý nhà nước về đất đai.


4.5. MỘT SỐ YÊU CẦU VỀ KỸ THUẬT SỐ
HOÁ BẢN ĐỒ
Để đảm bảo sự thống nhất của các dữ liệu BĐ số hoá phục
vụ cho các mục đích lưu trữ, cập nhật, khai thác khác
nhau và để quản lý sử dụng lâu dài thì CSDL BĐ số hoá
phải được lưu trữ theo mô hình dữ liệu không gian, trong đó
các đối tượng không gian tuỳ thuộc vào độ lớn của chúng
trong không gian cùng với yêu cầu về tỷ lệ thể hiện mà được
biểu thị bằng điểm, đường thẳng, đa giác hoặc vùng khép kín.
Các tệp tin BĐ phải để ở dạng "mở", nghĩa là phải cho
phép chỉnh sửa cập nhật thông tin khi cần thiết và có khả
năng chuyển đổi khuôn dạng để sử dụng trong các phần
mềm BĐ thông dụng khác nhau phục vụ các mục đích khác
nhau.

4.5. MỘT SỐ YÊU CẦU VỀ KỸ THUẬT SỐ
HOÁ BẢN ĐỒ
Khi số hoá tuỳ theo điều kiện trang thiết bị, trình độ
các kỹ thuật viên cũng như thói quen tiếp cận công nghệ
mới của từng đơn vị sản xuất mà ta có thể sử dụng các
phần mềm khác nhau như Microstation, I/Geovec,
CADMap, Mapinfo, WinGIS...
Nhưng để đảm bảo chuẩn dữ liệu thống nhất thì
ngành QLĐĐ đã quy định: Dữ liệu đồ hoạ cuối cùng
phải được chuyển về khuôn dạng *.DGN. Do vậy với
ngành QLĐĐ khi sử dụng các phần mềm khác cần phải
áp dụng tương tự theo cấu trúc có sẵn của môi trường đó.


4.5. MỘT SỐ YÊU CẦU VỀ KỸ THUẬT SỐ
HOÁ BẢN ĐỒ
Nội dung bản đồ sau khi số hoá phải đảm bảo đầy
đủ, chính xác, chi tiết như nội dung bản đồ gốc dùng để
số hoá (độ chính xác về cơ sở toán học, về vị trí các yếu
tố địa vật và độ chính xác tiếp biên không được vượt
quá hạn sai cho phép).
Về hình thức trình bày bản đồ số phải thể hiện
đúng các yêu cầu về nội dung trong quy phạm và hệ
thống ký hiệu hiện hành của Tổng cục địa chính. Do
vậy khi biên tập BĐ số phải sử dụng đúng bộ ký hiệu
BĐ địa hình số và BĐ chuyên đề ở tỷ lệ tương ứng.


4.5. MỘT SỐ YÊU CẦU VỀ KỸ THUẬT SỐ
HOÁ BẢN ĐỒ

Các đối tượng bản đồ rất phức tạp song chung quy lại chỉ có
ba dạng chính, đó là: Điểm, đường, vùng và chữ dùng để mô tả
đối tượng.
Yêu cầu khi số hoá các đối tượng:
+ Đối tượng dạng VÙNG:
- Phải thể hiện đúng vị trí hình dạng kích thước của đối
tượng
- Vùng phải khép kín đúng theo đường biên của nó và phải
hoàn toàn trùng khít ranh giới với những vùng bên cạnh.
- Số hoá đối tượng dạng vùng của cùng một loại đối tượng
dùng kiểu ký hiệu pattern, shape hoặc fill color phải là các vùng
đóng kín và kiểu đối tượng là đơn hoặc nhiều vùng gộp lại.


4.5. MỘT SỐ YÊU CẦU VỀ KỸ THUẬT SỐ
HOÁ BẢN ĐỒ
Yêu cầu khi số hoá các đối tượng:
+ Đối tượng dạng ĐƯỜNG:
- Các đối tượng dạng đường không được sử dụng
những công cụ làm trơn mà phải dùng công cụ vẽ đa
giác như polyline, linestring, chain hoặc complex chain
- Lưu ý rằng từ điểm đầu đến điểm cuối của một đối
tượng đường phải là một đường liền không đứt đoạn và
phải có điểm nút ở những chỗ giao nhau.


4.5. MỘT SỐ YÊU CẦU VỀ KỸ THUẬT SỐ
HOÁ BẢN ĐỒ
Yêu cầu khi số hoá các đối tượng
+ Đối tượng dạng ĐIỂM:

- Các đối tượng dạng điểm nên thể hiện bằng các ký
hiệu đã được thiết kế sẵn mà không nên dùng công cụ vẽ
để vẽ đối tượng đó.
- Ví dụ: Ký hiệu nhà độc lập phải dùng ký hiệu
(cell) NHDL mà không dùng công cụ vẽ hình chữ nhật
để vẽ.


CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 4
1.

Số hóa bản sồ là gì? Có mấy phương
pháp số hóa? Trình bày nội dung, ưu
nhược điểm của từng phương pháp?

2.

Khi số hóa bản đồ cần chú ý những
yêu cầu kỹ thuật nào?